package io.zhengsh.vvip.leetcode.matrix;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 37. 解数独
 * 编写一个程序，通过填充空格来解决数独问题。
 * <p>
 * 数独的解法需 遵循如下规则：
 * <p>
 * 数字 1-9 在每一行只能出现一次。
 * 数字 1-9 在每一列只能出现一次。
 * 数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。（请参考示例图）
 * 数独部分空格内已填入了数字，空白格用 '.' 表示。
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 示例：
 * <p>
 * <p>
 * 输入：board = [["5","3",".",".","7",".",".",".","."],["6",".",".","1","9","5",".",".","."],[".","9","8",".",".",".",".","6","."],["8",".",".",".","6",".",".",".","3"],["4",".",".","8",".","3",".",".","1"],["7",".",".",".","2",".",".",".","6"],[".","6",".",".",".",".","2","8","."],[".",".",".","4","1","9",".",".","5"],[".",".",".",".","8",".",".","7","9"]]
 * 输出：[["5","3","4","6","7","8","9","1","2"],["6","7","2","1","9","5","3","4","8"],["1","9","8","3","4","2","5","6","7"],["8","5","9","7","6","1","4","2","3"],["4","2","6","8","5","3","7","9","1"],["7","1","3","9","2","4","8","5","6"],["9","6","1","5","3","7","2","8","4"],["2","8","7","4","1","9","6","3","5"],["3","4","5","2","8","6","1","7","9"]]
 * 解释：输入的数独如上图所示，唯一有效的解决方案如下所示：
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 提示：
 * <p>
 * board.length == 9
 * board[i].length == 9
 * board[i][j] 是一位数字或者 '.'
 * 题目数据 保证 输入数独仅有一个解
 */
public class Q37 {

    public static void main(String[] args) {
        char[][] board = new char[][]{
                {'5', '3', '.', '.', '7', '.', '.', '.', '.'},
                {'6', '.', '.', '1', '9', '5', '.', '.', '.'},
                {'.', '9', '8', '.', '.', '.', '.', '6', '.'},
                {'8', '.', '.', '.', '6', '.', '.', '.', '3'},
                {'4', '.', '.', '8', '.', '3', '.', '.', '1'},
                {'7', '.', '.', '.', '2', '.', '.', '.', '6'},
                {'.', '6', '.', '.', '.', '.', '2', '8', '.'},
                {'.', '.', '.', '4', '1', '9', '.', '.', '5'},
                {'.', '.', '.', '.', '8', '.', '.', '7', '9'}
        };

        Solution solution = new Solution();
        solution.printBoard(board);
        solution.solveSudoku(board);
        solution.printBoard(board);
    }

    static class Solution {


        private void printBoard(char[][] board) {
            for (int i = 0; i < 9; i++) {
                for (int j = 0; j < 9; j++) {
                    System.out.print(board[i][j] + " ");
                }
                System.out.println();
            }
        }

        boolean[][] line = new boolean[9][9];
        boolean[][] column = new boolean[9][9];
        boolean[][][] block = new boolean[3][3][9];

        boolean vaild = false;
        List<int[]> spaces = new ArrayList<>();

        public void solveSudoku(char[][] board) {


            for (int i = 0; i < 9; i++) {
                for (int j = 0; j < 9; j++) {
                    if (board[i][j] == '.') {
                        spaces.add(new int[]{i, j});
                    } else {
                        int digit = board[i][j] - '0' - 1;
                        line[i][digit] = column[j][digit] = block[i / 3][j / 3][digit] = true;
                    }
                }
            }
            dfs(board, 0);
        }

        public void dfs(char[][] board, int pos) {
            if (pos == spaces.size()) {
                vaild = true;
                return;
            }

            int[] space = spaces.get(pos);
            int i = space[0], j = space[1];
            for (int digit = 0; digit < 9 && !vaild; ++digit) {
                if (!line[i][digit] && !column[j][digit] && !block[i / 3][j / 3][digit]) {
                    line[i][digit] = column[j][digit] = block[i / 3][j / 3][digit] = true;
                    board[i][j] = (char) (digit + '0' + 1);
                    dfs(board, pos + 1);
                    line[i][digit] = column[j][digit] = block[i / 3][j / 3][digit] = false;
                }
            }
        }
    }

}
